Задвижка с электроприводом: особенности работы устройства

Где используют задвижки с электроприводом?

Электрифицированная арматура применяется как в бытовых, так и промышленных системах. Задвижки с электроприводом целесообразно устанавливать на трубопроводах диаметром более 50 мм, транспортирующих холодную и горячую воду, пар и технические жидкости. Однако в некоторых областях, например, в атомной энергетике, оправдано применение запорной арматуры на трубах меньшего диаметра.

Способ управления задвижкой зависит от выполняемых функций и места установки. Запорную электрифицированную арматуру применяют в промышленности в качестве активного элемента автоматической системы управления технологическим процессом. Это позволяет управлять ею не только дистанционно, но и участвовать в работе блокировок.

Запорная арматура нашла широкое применение в системах водоснабжения. Там может устанавливаться как прямопроходные, так и задвижки с суживающейся проточной частью. Однако использовать последние в магистральных трубопроводах большого (1,5-2 м) диаметра не разрешается из-за возникновения на арматуре высокого перепада давления.

В нефтегазовой промышленности задвижки с электроприводом устанавливаются на трубопроводах транспортировки продуктов добычи. Оснащение систем пожаротушения общественных зданий и промышленных сооружений позволило организовать автоматическую подачу воды к очагу возгорания по командам автоматической пожарной сигнализации.

Функции и принцип действия

Задвижки с электроприводом выполняют обычные функции запорной арматуры – запорную и регулирующую:

• перекрывают трубу полностью или частично;
• открывают просвет трубы для высвобождения потока.

Рекомендуем ознакомиться:  Назначение и основные виды шаровых кранов ПНД для труб

Функционирование запорного устройства, приводящегося в действие электрическим приводом, осуществляется в трёх режимах:

• наладочном;
• автоматическом;
• дистанционном.

Наладочный режим функционирования используют после установки или замены (ремонта). Здесь последовательно подаются команды (замыкают контакты) на электропривод, которые он «запоминает» и в дальнейшей эксплуатации использует. Наладку работы электропривода осуществляют после установки, при ручном регулировании крайних положений (открытозакрыто).

Автоматический режим — это режим функционирования запорного устройства, когда электропривод настроен на перемену параметров потока, его давления, температуры. Изменение параметров фиксирую специальные датчики. Они же «подают сигнал» на контролирующую схему, замыкаются контакты, подаётся магнитный Электропривод устанавливает перекрывающий механизм в требуемое положение.

Дистанционный режим – это когда работа электропривода задвижки регулируется с пульта управления оператором в ручном режиме.

https://youtube.com/watch?v=c38-NoAvf20

https://youtube.com/watch?v=c38-NoAvf20

Затворы

Это наше устройство более функционально. Оно закрывает и регулирует поток.

Применимо для трубопроводов большого диаметра.

Самый распространенный вариант – дисковый затвор.

Для контроля положения затворов предусматривают Устройство положения для дисковых затворов.

Диаметр поперечного сечения трубы соответствует диаметру диска.

Вращательный механизм запирания, управляемый вручную с рукоятки или дистанционно через ПУ (при высоком давлении).

При слишком сильном давлении в системе пожаротушения устройство не применимо.

Неплохой компанией, специализирующейся на производстве затворов этого и других видов, является ЗАО «АРМАТЭК».

Данный вид арматуры широко используется.

• Теплоснабжение.
• Водоснабжение.
• Газоснабжение и вентиляция.
• Пожаротушение.
• Специальные условия: доставка ГСМ и пр.

Что же выделяем затворы из остальных видов электроарматуры? Они отличительны тем, что:

1. при ремонте сможем быстро заменить основные компоненты;
2. имеют малый вес, габариты и простую внутреннюю конструкцию.
3. можно использовать их в трубопроводах большого диаметра.

Недостатком считаем то, что в состоянии «открыто», диск закрывает часть отверстия и понижает пропускную мощность.

Также приходится прикладывать большую силу к рукоятке из-за небольшого крутящего момента конструкции.

Классифицируем затворы так.

• В качестве запирающего элемента – линзовые поверхности или плоский диск.
• Материал изготовления – частые варианты чугун и сталь.
• Изнутри могут отделываться резиновыми вкладышами или не иметь отделки.
• Разный диаметральный размер проходного отверстия.

Управление схоже с шаровым краном. Некоторые затворы имеют маховик или редуктор для увеличения силы, прилагаемой к рукояти.

Разновидности, плюсы и минусы

Сегодня выпускают механизмы с задвижкой из разных материалов. Наиболее популярными являются чугунные и стальные клиновые задвижки.

Также эти детали создаются из бронзы и латуни. Они применяются в системах с жесткими требованиями ТУ, изготавливаются в муфтовом исполнении. Гораздо чаще встречаются в применении задвижки чугунные и стальные.

Многооборотные

Более сложной системой дистанционного считывания сигналов отличаются многооборотные аппараты. Они позволяют установить заслонку в любом положении. Если обычные модели позволяют остановить ее только в двух положениях (открыто или закрыто), то в этой группе возможностей для промышленного использования гораздо больше.

Взрывозащищенные

Клиновая арматура взрывозащищенных моделей отличается повышенной защитой от неблагоприятных воздействий. Это оборудование применяется в нефтяной, химической, газовой отрасли.

Интегрированные

Такие агрегаты изготавливают с использованием специального контроллера, сообщающийся с АСУ. Благодаря системе датчиков проводится контроль состояния потока. В таких моделях программирование выполняется дистанционно при помощи компьютерной программы. Это один из самых современных видов.

Контроль дискового затвора

Отдельно стоит сказать о том, что собой представляет устройство контроля положения дисковых затворов.

Эта автоматика необходима для учета состояния дискового затвора электрозадвижки (положения «Затвор открыт»/«Затвор закрыт»).

Используется в установках пожаротушениях, системах пожарной сигнализации и противопожарной защиты.

С высокой точностью контролирует состояние задвижки с отклонением от нормы не более одного деления.

Подключается с помощью соединительной коробки с клеммами и гермовводами для установки на затвор трубопровода.

Максимальный ток 0,05 А, напряжение 9-30 В. Стоимость от 2460 руб.

Популярным отечественным производителем этого и четырех упомянутых выше элементов является ЗАО «ПО «Спецавтоматика».

Технические характеристики

При выборе модели учитывают, в каких условиях она будет эксплуатироваться (в помещении, на улице или под навесом). Если в маркировке есть буква «У» и цифры 1 или 2, оборудование используют при температуре окружающей среды от −40°С до +40°С. Обозначение «УХЛ» говорит о возможности применения аппаратуры при температуре от −60°С до +40°С. В южных регионах устанавливают приборы с маркировкой «Т». Они могут функционировать при температуре от −10°С до +50°С. У каждого климатического исполнения есть некоторый температурный запас.

Диаметр арматуры выбирают в соответствии с особенностями трубопровода. Минимально этот показатель составляет 40 мм, а максимально — 600 мм и более. Для самого небольшого стандартного прибора максимальный момент составляет 60 Н-м, номинальный ток — 1,7 А. Самый габаритный агрегат имеет максимальный момент 1000 Н-м, а номинальный ток — 7,6 А. В таблице далее приведены основные характеристики существующих моделей:

Функции и принцип действия

Задвижки с электроприводом выполняют обычные функции запорной арматуры – запорную и регулирующую:

• перекрывают трубу полностью или частично;
• открывают просвет трубы для высвобождения потока.

Рекомендуем ознакомиться: Использование пластиковых фиксирующих хомутов для крепления труб

Функционирование запорного устройства, приводящегося в действие электрическим приводом, осуществляется в трёх режимах:

• наладочном;
• автоматическом;
• дистанционном.

Наладочный режим функционирования используют после установки или замены (ремонта). Здесь последовательно подаются команды (замыкают контакты) на электропривод, которые он «запоминает» и в дальнейшей эксплуатации использует. Наладку работы электропривода осуществляют после установки, при ручном регулировании крайних положений (открыто\закрыто).

Автоматический режим — это режим функционирования запорного устройства, когда электропривод настроен на перемену параметров потока, его давления, температуры. Изменение параметров фиксирую специальные датчики. Они же «подают сигнал» на контролирующую схему, замыкаются контакты, подаётся магнитный Электропривод устанавливает перекрывающий механизм в требуемое положение.

Дистанционный режим – это когда работа электропривода задвижки регулируется с пульта управления оператором в ручном режиме.

Классификация запорных механизмов

На какие группы делятся запирающие устройства?

Давайте узнаем это.

Во-первых, надо знать, что соединение с задвижки трубопроводом – фланцевое, и использовать ее можно с трубой любого диаметра.

По конструктивным особенностям запоры делятся на три категории.

1. Коническая (клиновая) задвижка. Имеет вид клина и выдвижной поворотный элемент – шпиндель, входящий в клиновидное седло. Подходит для использования в трубах только с «чистым» типом ОТВ, т.к. очень подвержен коррозии.
2. Дискообразный затвор. Сам запорный элемент выполнен в виде диска, установленного ортогонально либо под некоторым наклоном к потолку. Самый распространенный вид затворов, т.к. прост в обслуживании, монтаже, ремонте и недорого стоит. Неприменим в водопроводах с высоким давлением.
3. Параллельное устройство. Заслонка имеет два седла, параллельных между собой с дисками. Они бывают шланговые и шиберные.

По методу расположения выдвижного элемента запоры с электроприводом бывают.

• С невыдвижным шпинделем. Резьба устройства хода внутри корпуса задвижки может быть в любом закрытом или открытом состоянии. Можно монтировать в труднодоступном месте, в помещениях малой площади. Минус: механизм подвержен разрушению под воздействием ОТВ.
• С выдвижным шпинделем. Более громоздкая установка, т.к. требует места для резьбы шпинделя. Зато такой затвор больше защищен от воздействия внешних факторов.

Сами электрические приводы тоже делятся на группы. Они классифицируются следующим образом.

• Взрывозащищенный.
• Интегрированный многооборотный.
• Многооборотный.
• Многооборотный интегрированный взрывозащищенный.

По материалу изготовления запорные устройства также подразделяются на несколько сортов.

• Бронза.
• Чугун.
• Сталь.
• Латунь.

Самые часто продаваемые на рынке изделия из чугуна и стали, т.к. эти виды металла более долговечные.

Другие два варианты часто монтируются в трубопроводах специфического назначения.

Электрифицированная задвижка

Задвижки являются одним из самых распространенных типов запорной арматуры. На сегодняшний день находят широкое применение в газо-, нефтепроводах, системах водоснабжения, коммунальном хозяйстве. Они имеют предельно простую конструкцию. Здесь запорный элемент перемещается перпендикулярно течению жидкости (газа). Обычно, сверху вниз.

Электрифицированная задвижка работает под воздействием электрического привода, который передвигает запорный элемент. Время открытия/закрытия такой арматуры составляет всего лишь 1 – 6 минут. Тогда как задвижки с ручным приводом могут открываться вплоть до нескольких часов. Кроме ручных и электроприводов существуют также гидравлические.

Устройство электрифицированной задвижки

Строение задвижки универсально и не зависит от типа привода. Основными ее компонентами является корпус и крышка. Образуемая ими полость заполнена рабочей средой, внутри которой находится затвор. Затвор может быть выполнен в виде клина, шибера или шланга. Затвор приводится в движение шпинделем, который вместе с гайкой образуют резьбовую пару. Шпиндель является основным конструкционным отличием электрифицированных задвижек. Он может быть выдвижным и не выдвижным:

• выдвижной шпиндель. Здесь гайка и шпиндель (в открытом положении) находятся вне корпуса. Шпиндель одним концом жестко закреплен с затвором. И, чтобы была возможность полностью открывать задвижку, гайка приподнята над корпусом как раз на величину затвора. Преимуществом такой конструкции является свободный доступ и к шпинделю, и к гайке. Беспрепятственное обслуживание увеличивает срок службы. Также гарантирован меньший износ сальникового уплотнения. К недостатку относится сравнительная громоздкость за счет большой строительной высоты.

• не выдвижной шпиндель. Здесь все ключевые элементы полностью скрыты в корпусе, а ходовая гайка соединена с затвором. При вращении гайка накручивается на шпиндель перемещая тем самым затвор. Невозможность обслуживания в виду отсутствия доступа к внутренним компонентам негативно сказывается на сроке эксплуатации данной конструкции. Вместе с тем небольшие габариты таких электрифицированных задвижек позволяют использовать их в подземных коммуникациях, колодцах, нефтяных скважинах, прочее. Подробнее об электрифицированных задвижках читайте на этой странице.

Привод электрифицированной задвижки

Электрический привод арматуры значительно упрощает эксплуатацию трубопроводов. С его помощью можно открывать, закрывать и регулировать степень открытия задвижки. Также можно диагностировать и определять положение задвижки. Привод крепится к арматуре посредством фланцевого соединения. Валы привода и арматуры соединяет муфта.

Основными составными компонентами привода являются: • электродвигатель. Приводит все устройство в движение. Сегодня, как правило, используются двигатели на переменном токе; • редуктор. Предназначен для преобразования скорости выходного элемента двигателя; • силовое ограничительное устройство. Обеспечивает защиту от перегрузок и преждевременных поломок; • ручной дублер. Перемещает затвор если отсутствует электрический ток. Также применяется в ходе пуско-наладочных работ. Электрифицированная задвижка имеет режим переключения в ручной режим работы. • указатель положения. Предоставляет информацию о степени закрытия затвора.

Электрический привод прост в обслуживании и ремонте. При его демонтаже не создается опасность для положения запирающего элемента.

Материалы изготовления электрифицированных задвижек

Современная электрифицированная задвижка может быть изготовлена методом литья из чугуна и алюминия, а также методом штамповки – из стали или титанового сплава. Стоит отметить, что несмотря на все достоинства литья, штампованные детали отличаются теми же или даже более приемлемыми эксплуатационными характеристиками.

На тщательно контролируется качество производства на всех этапах. Штамповка и последующая сварка осуществляются квалифицированными специалистами на современном оборудовании. Получаемые в результате электрифицированные задвижки отличаются высокой надежностью, прочностью, долговечностью. Также они устойчивы к интенсивным нагрузкам, в частности, к высоким температурам и давлению

Производителем должное внимание уделяется защите от коррозии. Наше предприятия имеет собственный конструкторский отдел, который работает над созданием новых и развитием существующих линеек продукции

Все делается для того, чтобы удовлетворить запросы рынка относительно надежной, недорогой и долговечной арматуры.

Классификация электроприводов трубопроводной арматуры

Приводы классифицируются по нескольким признакам:

По движению выходного звена:поступательные (или прямоходные);вращательные, которые в свою очередь подразделяются по количеству оборотов шпинделя на:неполноповоротные (однооборотные);многооборотные (имеющие более одного оборота выходного кинематического звена).Прямоходные приводы применяют для автоматизации вентилей, имеющих гладкий шток, или регулирующих клапанов.

Многооборотным электроприводом чаще всего управляются клиновые или шиберные задвижки, запорные клапаны. Неполноповоротные электроприводы, поворачивающие рабочее звено арматуры на 90°, применяют для управления поворотными дисковыми затворами и шаровыми кранами.По конструкции редуктора, передающего момент вращения выходному валу, электроприводы делятся на:червячные;цилиндрические;планетарные;конические;сложные, включающие два и более типа передач. В зависимости от типа системы управления выделяют:электронный блок концевых выключателей;механический блок концевых выключателей;электронный интеллектуальный модуль.

Мощность и передаточное число электродвигателя увеличивается пропорционально выходному моменту вращения.

Принцип работы задвижки, оснащенной приводом

Задвижка с электроприводом работает по известному и простому принципу поворотного диска, в задачи которого вменяется своевременное и надежное сдерживание потока воды или другой жидкости. Так, диск занимает строго перпендикулярное положение относительно оси потока, причем делает это после получения соответствующего сигнала. В разных конфигурациях возможны варианты оснащения возвратной пружиной, но есть модели и без нее. Рабочий механизм расположен внутри корпуса, состоит он из двух (как правило) седел, установленных либо параллельно, либо под углом относительно друг друга. Для надежности в положении «закрыто» присутствуют специальные уплотнители, которые осуществляют дополнительную герметизацию затвора.

Сам затвор также движется, только само движение осуществляется за счет штока или шпинделя (в разных моделях отличается). Шпиндель же в комплекте с ходовой гайкой – это не что иное, как резьбовая пара, в задачи которой вменяется осуществление рабочего перемещения самого затвора в необходимых вариантах.

Принцип работы и устройство

Представленное оборудование работает в разной рабочей среде (вода, пар, масло нефть и т. д.). При выборе того или иного агрегата нужно учитывать, для какой среды разработан конкретный механизм. Некоторые модели электроприводов для задвижки приводят конструкцию в два положения (открыто или закрыто). Но есть агрегаты, рассчитанные для работы в промежуточных положениях. Спектр положения их заглушек шире.

Изделие имеет корпус и фланцы. Соединение бывает параллельным, либо под углом. Дополнительную герметизацию обеспечивают уплотнители.

Задвижки оснащаются асинхронным электрическим двигателем (АСВ) с ротором короткозамкнутого типа. Мотор сочленен с червячным редуктором. Электропривод включает в себя выключатель ВП-700, а также ручной дублер.

Механизм оснащен поворотным диском. Он подает или перекрывает подачу внутренней среды (пар, вода масло и т. д.). За это отвечает контрольный блок и датчики. Запорный механизм приходит в движение только после получения соответствующего сигнала.

Движение заглушки обеспечивается штоком или шпинделем. Деталь образует вместе с гайкой резьбовую пару. Если шпиндель не выпирает, это оборудование не устанавливают на ответственном объекте. Ходовый механизм находится внутри, что усложняет его ремонт и обслуживание.

Механизм срабатывает из-за изменений температуры, давлениия или расхода жидкости трубопровода. Сигналом для перемещения заглушки может быть состояние насосов, вентиляторов.

Клиновые задвижки

Устройство задвижки данного типа представляет собой заслонку с расположенными под углом поверхностями, которая при отпускании располагается в клинообразном седельном гнезде.

Жесткий клин

Модель отличается невысокой стоимостью, простотой, жесткостью, надежностью и хорошими параметрами герметичности, при изготовлении требует использования высокоточного оборудования. Клин шарнирно подвешен к шпинделю, размещенному в верхней крышке, и опускается в канал по встроенным в корпус направляющим, система способна работать с большими перепадами давления. К недостаткам относится сложный ремонт и заклинивание при воздействии высоких температур в результате линейного расширения металла при нагревании.

Рис.8 Двухдисковый клин – конструкция

Клин с двумя дисками

Клиновые модели данного типа состоят из заслонки в виде двух размещенных под углом дисков с разжимной деталью между ними (имеет вид шарообразного грибка) – это позволяет ей самоустанавливаться, обеспечивая при этом высокую плотность перекрытия канала и исключая заклинивание.

Типы задвижек с двумя дисками имеют сложное конструктивное исполнение и соответственно дороги, их преимущества – малый износ затворных и седельных поверхностей за счет отсутствия контакта по пути перемещения, высокая степень герметизации, небольшое прилагаемое усилие для закрывания прохода.

Особенности монтажа

Монтаж электрической арматуры зачастую выполняется только квалифицированными бригадами. Перед началом проведения установки устройство нужно расконденсировать, убрать лишний смазочный материал, а также удалить заглушки и проверить работоспособность. Все технические параметры, прописанные в паспорте изделия, должны полностью соответствовать данным трубопровода.

Монтаж можно выполнять как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Не рекомендуется устанавливать арматуру в перевёрнутом виде, так как возле штока будет собираться грязь, а это постепенно приведёт к заклиниванию шпинделя. Клапанам с электрическим приводом диаметром более 10 см нужно оборудовать дополнительную неподвижную опору.

Подключение устройства к трубопроводам напрямую зависит от материала, из которого оно выполнено. Например, чугунную задвижку подсоединяют с помощью фланцев. Для этого к торцам труб придётся приварить такие же отвлечённые элементы. Это соединение благодаря болтам и резиновой прокладке обеспечивает высокую герметичность. Нельзя компенсировать дефекты сварки с помощью добавления дополнительных уплотнителей.

После завершения монтажа начинается сборка блока управления механизма. Он включает в себя элементы автоматики, а также силовую часть. Первые подают сигнал от кнопки на привод. Силовая часть размещается в электрошкафу, установленном возле клапана. Последним этапом будет проверка всех видов управления.

Гидравлические испытания выполняются уже на подключённой конструкции. Нельзя устранять обнаруженные дефекты при помощи подтягивания болтов. Монтаж может считаться завершённым только после проведения всех проверок.

2D и 3D (.dwg) модели задвижек с электроприводами — готово, опубликовано

Уважаемые коллеги!

05.06.2017 19:00

Особенности систем управления

Системы управления электроприводами являются неотъемлемой частью механизма.

Системы управления выполняют определенные функции в зависимости от назначения устройства:

• пуск и выключение;
• регулировка скорости;
• управление положением механизма или машины;
• контроль и изменение характеристик устройства в соответствии с заданными параметрами;
• защита, блокировка оборудования или сигнализация.

В зависимости от типа управления все системы делятся на три группы:

• ручные. Оператор самостоятельно следит за рабочими процессами, непосредственно воздействуя на механизмы электропривода. Недостаток очевиден – это низкая точность, наличие человеческого фактора и медлительность системы. Этот тип управления используется редко, для выполнения базовых операций и контроля за одним процессом;
• полуавтоматические. В данном случае присутствие оператора необходимо, но его участие в процессе остается минимальным – он лишь воздействует на автоматические системы, причем контроль может проводиться дистанционно. Главное преимущество – повышается быстродействие и точность обработки данных и регулировки процессами;
• автоматические. Эти системы управления не допускают участия оператора – все процессы контроля и регулировки электроприводами осуществляются в автономном режиме согласно заложенной программе и с учетом внештатных ситуаций.

Габаритные и присоединительные размеры магистральной задвижки AVK типа 15/40-42

Магистральная задвижка клинового типа AVK 15/40-42 применяется на трубопроводах водоснабжения, канализации и сточных вод.

Изделие имеет фланцевое присоединение к трубопроводу. Управление задвижкой и перекрытие потока рабочей среды осуществляется с помощью электропривода AUMA SA, рекомендованного для данной модели трубозапорнаязапорной арматуры. Задвижку используют при температуре среды до +70 С.

Изделие имеет корпус, фланцы и крышку из ковкого чугуна, обработано антикоррозийным эпоксидным покрытием, рассчитано на длительную службу. Все задвижки прошли тестирование и гидравлические испытания. Применение электропривода повышает функциональность оборудования, ускоряет его работу.

Стандартное исполнение:

• Тип SA 07.5: макс. момент 60 Н-м, номинальный ток 1,7 А, макс. ток 2,8 А, начальный ток 4,6 А
• Тип SA 10.1: макс. момент 120 0 Н-м, номинальный ток 2,5 А, макс. ток 3,2 А, начальный ток 8,5 А
• Тип SA 14.1: макс. момент 250 Н-м, номинальный ток 1,9 А, макс. ток 3,8 А, начальный ток 9,0 А
• Тип SA 14.5: макс. момент 500 Н-м, номинальный ток 4,3 А, макс. ток 7,5 А, начальный ток 18 А
• Тип SA 16.1: макс.момент 1000 Н-м, номинальный ток 7,6 А, макс. ток 15 А, начальный ток 38 А

Скорость вращения:

AVK рекомендует для DN 40-80: 45 об./мин., для DN 100-200: 45 об./мин., для DN 250-300: 22 об./мин., для DN 350-500: 22 об./мин.

Специальное исполнение:

Если требуется изменить стандартную конфигурацию или есть другие пожелания, следует их указать при заказе.

В запросах или заказах всегда указаывайте напряжение питания, т.е. 3 х 400V~, 50 Hz.

Стандартная электросхема для привода:

ТР 110/001

• — вкл./выкл. конечный переключатель для направления откр./закр.
• — вкл./выкл. переключатель коррекции момента для направления откр./закр.
• — световая сигнализация для направления откр./закр.
• — термовыключатель, защищающий от перегрева, с автоматическим сбросом*
• — если требуется другая схема, предоставте схему действия с размерами

* следует подсоединить чтобы сохранить гарантию

Тестирование/настройка:

• Рекомендуется после завершения монтажа: тестирование седла по DIN 3230, часть 4
• Цикл закрытия: Привод действует от переключения момента с индикацией ошибки если
• момент выключает привод до активирования конечного переключателя.
• Цикл открытия: Привод под управлением конечного переключателя.
• Если необходимо дистанционное считывание вкл./выкл., закажите транзитный групповой искатель.
• При заказе индикатора положения укажите источник питания (2х или 4х-жильный).